詳解交流伺服電動機特性要求與伺服性

交流伺服電動機，是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種機器。交流伺服電動機主要由一個用以產(chǎn)生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉(zhuǎn)電樞或轉(zhuǎn)子組成。電動機利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象而制成的。交流伺服電動機主要由定子部分和轉(zhuǎn)子部分組成，其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同，在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組（其中一組為激磁繞組，另一組為控制繞組）。

交流伺服電動機控制精度高，矩頻特性好，具有過載能力，多應(yīng)用于物料計量，橫封裝置和定長裁切機上。交流伺服電動機就是兩相異步電動機，其定子兩相繞組空間互成90°電角度。一相繞組為勵磁繞組f，一相為控制繞組k，轉(zhuǎn)子為鼠籠式轉(zhuǎn)子。電機運行時，勵磁繞組接單相交流電壓Uf，控制繞組接控制電壓Uk，兩者頻率相同。改變控制電壓Uk的幅值或相位就可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。

一、交流伺服電動機的特性要求

作為伺服機，交流伺服電機除了必須具有線性度很好的機械特性和調(diào)節(jié)特性外，還必須具有伺服性：即控制信號電壓強時，電動機轉(zhuǎn)速高；控制信號電壓弱時，電動機轉(zhuǎn)速低；若控制信號電壓等于零，則電動機不轉(zhuǎn)。

但是普通異步電動機的轉(zhuǎn)速不是轉(zhuǎn)矩的單值函數(shù)，而且只能在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，作為驅(qū)動用途的電動機，這一特性是合適的。但作為伺服電動機，則要求機械特性必須是單值函數(shù)并盡量具有線性特性，以確保在整個調(diào)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。為滿足這一要求，通常的做法是，加大轉(zhuǎn)子電阻，使得產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率。使電動機在整個調(diào)速范圍內(nèi)接近線性。一般情況下，轉(zhuǎn)子電阻越大，機械特性越接近線性，但堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和最大輸出功率越小，效率越低。因此，交流伺服電機的效率比一般驅(qū)動用途的電機低。

總之交流伺服電機必須有線性度好的機械特性和調(diào)節(jié)特性外，還必須具有伺服性。

二、交流伺服電動機的伺服性

對于普通兩相異步電動機，一旦轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，即使一相繞組從電源斷開，兩相異步電動機也可以作為單相交流電機運行，在范圍內(nèi)，單相電機的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子將繼續(xù)沿原轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，如下圖所示。

如果交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子繞組與一般單相異步電動機的一樣，那么正在運行的交流伺服電動機的控制電壓一旦變?yōu)榱悖姍C就運行于只有勵磁繞組一相通電的情況下，那么電機必然在原來的旋轉(zhuǎn)方向上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，只是轉(zhuǎn)速略有下降。這種信號電壓消失后伺服電動機仍然旋轉(zhuǎn)不停的現(xiàn)象稱為自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)現(xiàn)象破壞了伺服性，這對于伺服電動機應(yīng)絕對避免這種情況。

總結(jié)上述分析，由于兩相交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻很大，其機械特性在整個調(diào)速范圍內(nèi)接近線性，當(dāng)控制電壓為零時（單相通電時），交流伺服電動機的轉(zhuǎn)矩是制動轉(zhuǎn)矩性的，所以立即停轉(zhuǎn)，不會發(fā)生“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。交流伺服電動機主要由定子部分和轉(zhuǎn)子部分組成，其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同，在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組（其中一組為激磁繞組，另一組為控制繞組）。

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